物体的受力（动态平衡）分析及典型例题
一.几种常见力的产生条件及方向特点。
1.重力
重力是由于地球对物体的吸引而使物体受到的力，只要物体在地球上，物体就会受到重力。 重力不是地球对物体的引力。重力与万有引力的关系是高中物理的一个小难点。 重力的方向：竖直向下。
2.弹力。
弹力的产生条件是接触且发生弹性形变。
判断弹力有无的方法：假设法和运动状态分析法。
弹力的方向与施力物体形变的方向相反，与施力物体恢复形变的方向相同。
弹力的方向的判断：面面接触垂直于面，点面接触垂直于面，点线接触垂直于线。
【例1】如图1—1所示，判断接触面对球有无弹力，已知球静止，接触面光滑。图a
中接触面对球
弹力；图b 中斜面对小球 支持力。（无 有）
【例2】如图1—2所示，判断接触面MO 、ON 对球有无弹力，已知球静止，接触面光滑。水平面ON 对球 支持力，斜面MO 对球 弹力。 （有 无）
【例3】如图1—4所示，画出物体A 所受的弹力。 a 图中物体A 静止在斜面上。
b 图中杆A 静止在光滑的半圆形的碗中。
c 图中A 球光滑，O 为圆心，O ＇为重心。
图1—1
a b
图1—2 图1—4
a b c
【例4】如图1—6所示，小车上固定着一根弯成α角的曲杆，杆的另一端固定一个质量为m 的球，试分析下列情况下杆对球的弹力的大小和方向：（1）小车静止；（2）小车以加速度a 水平向右加速运动；（3）小车以加速度a 水平向左加速运动；（4）加速度满足什么条件时，杆对小球的弹力沿着杆的方向。
3.摩擦力
摩擦力的产生条件为：（1）两物体相互接触，且接触面粗糙；（2）接触面间有挤压；（3）有相对运动或相对运动趋势。
摩擦力的方向为与接触面相切，与相对运动方向或相对运动趋势方向相反。
判断摩擦力有无和方向的方法：假设法、运动状态分析法、牛顿第三定律分析法。 【例5】如图1—8所示，判断下列几种情况下物体A 与接触面间有、无摩擦力。
图a 中物体A 静止。图
b 中物体A 沿竖直面下滑，接触面粗糙。图
c 中物体A 沿光滑斜面下滑。图
d 中物体A 静止。
图a 中 摩擦力产生，图b 中 摩擦力产生，图c 中 摩擦力产生,图d 中 摩擦力产生。 （无 无 无 有）
【例6】如图1—9所示为皮带传送装置，甲为主动轮，传动过程中皮带不打滑，P 、Q 分别为两轮边缘上的两点，下列说法正确的是：（ ） B A ．P 、Q 两点的摩擦力方向均与轮转动方向相反 B ．P 点的摩擦力方向与甲轮的转动方向相反， Q 点的摩擦力方向与乙轮的转动方向相同 C ．P 点的摩擦力方向与甲轮的转动方向相同， Q 点的摩擦力方向与乙轮的转动方向相反 D ．P 、Q 两点的摩擦力方向均与轮转动方向相同
图1—8 图1—9
【例7】如图1—10所示，物体A 叠放在物体B 上，水平地面光滑，外力F 作用于物体B 上使它们一起运动，试分析两物体受到的静摩擦力的方向。
【例8】如图1—12所示，A 、B 两物体竖直叠放在水平面上，今用水平力F 拉物体，两物体一起匀速运动，试分析A 、B 间的摩擦力及B 与水平面间的摩擦力。
二. 受力分析的步骤：
（1）确定研究对象，可以是某个物体也可以是整体。高中物理中受力分析的研究对象大多数可看成质点。
（2）按顺序画力：
a ．先画重力：作用点画在物体的重心，方向竖直向下。
b ．次画已知力
c ．再画接触力（弹力和摩擦力）：看研究对象跟周围其他物体有几个接触点（面），先对某个接触点（面）分析，若有挤压，则画出弹力，若还有相对运动或相对运动的趋势，则再画出摩擦力。分析完一个接触点（面）后，再依次分析其他的接触点（面）。
d ．再画其它力：看是否有电场力、磁场力作用，如有则画出。 （3）验证：
a.每一个力都应找到对应的施力物体和受力物体。对哪个物体进行受力分析，哪个物体就是每一个力的受力物体。
b.受的力应与物体的运动状态对应。
【例9】如图1—13所示，竖直墙壁光滑，分析静止的木杆受哪几个力作用。
图1
—10
图1—12
三.受力分析的方法：整体法和隔离法。
【例10】如图1—14所示，Ａ、Ｂ、Ｃ叠放于水平地面上，加一水平力Ｆ，三物体仍静止，分析Ａ、Ｂ、Ｃ的受力情况。
【例11】如图1—15所示，物体Ａ、Ｂ静止，画出Ａ、Ｂ的受力图。
【例12】如图1—16所示，用两相同的夹板夹住三个重为G的物体A、B、C，三个物体均保持静止，请分析各个物体的受力情况.
整体法隔离法
概念
将几个物体作为一个整
体来分析的方法
将研究对象与周围物
体分隔开的方法
选用原则
研究系统外的物体对系
统整体的作用力
研究系统内物体之间
的相互作用力
注意问题
分析整体周围其他物体
对整体的作用。而不画整体内
部物体间的相互作用。
分析它受到周围其他
物体对它的作用力
图1—16
【例13】如图1—18所示，放置在水平地面上的直角劈M 上有一个质量为m 的物体，若m 在其上匀速下滑，Ｍ仍保持静止，那么正确的说法是（ ） AC
A.Ｍ对地面的压力等于（M+m ）g
B.Ｍ对地面的压力大于（M+m ）g
C.地面对Ｍ没有摩擦力
D.地面对Ｍ有向左的摩擦力
四、物体的动态平衡
例1．如图所示，小球用细绳系住放在倾角为 的光滑斜面上，当细绳由水平方向逐渐向上偏移时，细绳上的拉力将：
A ．逐渐变大
B ．逐渐变小
C ．先增大后减小
D ．先减小后增大
例2．光滑的半球形物体固定在水平地面上，球心正上方有一光滑的小滑轮，轻绳的一端系一小球，靠放在半球上的A 点，另一端绕过定滑轮后用力拉住，使小球静止，如图所示。现缓慢的拉绳，在小球沿球面由A 到B 的过程中，半球对小球的支持力N 和绳对小球的拉力T 的大小变化情况是：
A.N 变大，T 变小
B.N 变小，T 变大
C.N 变小，T 先变大后变小
D.N 不变，T 变小
例3、如图33所示，长为5m 的细绳的两端分别系于竖立在地面上相距为4m 的两杆的顶端A 、B ，绳上挂一个光滑的轻质挂钩，其下连着一个重为12N 的物体，平衡时，问：
①绳中的张力T 为多少?
②A 点向上移动少许，重新平衡后，绳与水平面夹角，绳中张力如何变化?
图1—18 O
A
B C D θ F A
B
C
O
A
图33
B α
α
